對于任何攜帶能量和信息的物質,光速是它們的運動速度上限,這是由愛因斯坦的狹義相對論所限制的。狹義相對論禁止超光速,真空中的光速是宇宙最快的速度,其精確值為299792458 m/s。
當擁有靜止質量的物體運動時,它的質量也會隨之增加。雖然這聽起來有悖常識,但事實確實如此,因為日常生活中的速度都是遠低于光速,相對論效應非常不明顯,所以我們很難察覺。具體我們可以看一下物體的運動質量公式:
M為運動質量,m為相對靜止質量,v為運動速度,c為光速。
如果物體的速度為120 km/h,通過計算可知,物體的質量增加了0.000000000000618%,這樣的質量增加基本可以忽略不計,所以我們很難有所察覺。然而,如果速度足夠接近光速,物體的質量將會顯著增加。例如,一部質量為150克的手機在達到光速的99.9999999%時,它的質量將高達3.4噸,此時的相對論效應非常顯著。
總之,物體的運動速度越快,其質量就越大,繼續加速所需的能量也越大。如果速度無限趨近于光速,物體的質量將趨近于無窮大,想要使物體繼續加速,就需要無窮大的能量。顯然,這是不可能的,所以物體的速度永遠不會達到光速,更不會超過光速。
另外,從上面的公式也可以看出,如果速度大于等于光速,這個公式將變得沒有意義。因此,光速是宇宙最快的速度,任何擁有靜止質量的物質都無法達到或者超過光速。
自誕生以來,狹義相對論已經通過了諸多的實驗檢驗,人類至今也沒有發現任何超光速的物質,因為這正是狹義相對論所禁止的。